現(xiàn)如今,光伏發(fā)電作為太陽能發(fā)電的眾多方式之一,其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。在實際應(yīng)用中,光伏陣列上方可能會存在部分遮擋物使其輸出特性曲線呈現(xiàn)出多個功率極值點。為了能快速準(zhǔn)確地追蹤到光伏最大功率點,本文分別在電導(dǎo)增量法和果蠅算法基礎(chǔ)上做出改進,提出兩種改進的最大功率點跟蹤算法,并對所提出的算法進行驗證分析。本文主要研究工作包括:首先,建立光伏電池數(shù)學(xué)模型,通過分析模型推導(dǎo)出輸出電壓、電流表達(dá)式。在Simulink中建立單體光伏電池以及光伏陣列仿真模型,分析遮擋情況下光伏陣列的輸出特性。針對光伏電池的串并聯(lián)失配問題,文中做簡要分析并給出常用的解決方法。其次,在環(huán)境突變情況下,提出一種基于功率預(yù)測-變步長電導(dǎo)增量法的MPPT算法。針對電導(dǎo)增量法在跟蹤光伏最大功率點時不能同時保證跟蹤速度和穩(wěn)態(tài)精度的問題,文中對電導(dǎo)增量法步長系數(shù)做出改進。為了避免算法在環(huán)境突變情況下出現(xiàn)功率損耗,在算法中加入功率預(yù)測原理。最后,通過仿真算例,通過與現(xiàn)有算法的對比,驗證所提出算法的快速性和穩(wěn)態(tài)性。最后,針對局部遮擋情況,在果蠅算法的基礎(chǔ)上,提出一種基于自適應(yīng)變步長果蠅算法的MPPT算法。所提算法采用自適應(yīng)變步長Levy飛... 

【文章來源】：曲阜師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

010-2019主要國家裝機情況

第1章緒論2圖1-22010-2019年我國光伏發(fā)電累計裝機容量隨著各國對光伏發(fā)電技術(shù)的需求，使其發(fā)展逐步得到完善，發(fā)電成本逐漸呈現(xiàn)出遞減趨勢。過去十年我國光伏發(fā)電累計所用成本降低了約90%，預(yù)計未來幾年還會持續(xù)遞減，在未來幾年光伏發(fā)電的價格將降低至火電發(fā)電的水平，價格的降低將促使平價上網(wǎng)的實現(xiàn)，從而加快光伏發(fā)電技術(shù)的成長速度。光伏發(fā)電作為利用太陽能進行發(fā)電的眾多方式之一，近年來在工業(yè)區(qū)、居民樓區(qū)等地方光伏電池板安裝數(shù)量越來越多，其所處環(huán)境發(fā)生突變時會導(dǎo)致輸出特性呈現(xiàn)出多個極值點。當(dāng)太陽能電池板上方部分區(qū)域因樹木或其他物體的存在導(dǎo)致接受光照較弱時，由于該區(qū)域中不同光伏模塊的輸出特性不同且在各自的功率達(dá)到最大后會呈現(xiàn)出不同的局部極值，進而使得整個系統(tǒng)出現(xiàn)多極值點特性。此外，由于遮擋區(qū)域的存在會消耗正常工作區(qū)域的電池產(chǎn)生的能量，在導(dǎo)致被遮擋部分發(fā)熱的同時還會縮短其使用壽命[4]，嚴(yán)重時被遮擋的光伏模塊會被燒壞，同時陰影的存在還會降低系統(tǒng)整體的輸出效率。因此針對光伏發(fā)電系統(tǒng)在環(huán)境突變和局部遮擋環(huán)境下的多極值點輸出特性，本文提出兩種最大功率跟蹤算法，減小局部遮擋對光伏陣列的影響，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)在光照強度突變及局部遮擋情況下的輸出效率。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀實際運行中的光伏發(fā)電系統(tǒng)因所處環(huán)境的不同使其呈現(xiàn)出不同的輸出特性，這種差異體現(xiàn)在極值點的個數(shù)上。在環(huán)境保持不變的情況下，輸出特性表現(xiàn)為單極值點特性，也就是說經(jīng)過一段時間就能追蹤到最大功率，一旦環(huán)境發(fā)生變化就有可能出現(xiàn)局部極值點的情況。因此，很多學(xué)者針對復(fù)雜環(huán)境下光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤展開研究。光伏發(fā)電系統(tǒng)運行過程中存在的一個明顯問題是光伏電池的能量轉(zhuǎn)化效率低，這已成

第2章光伏發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真7第2章光伏發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真光伏發(fā)電作為利用太陽能進行發(fā)電的眾多方式之一，其系統(tǒng)性能受光伏電池的制約，對光伏電池采用不同的連接方式建模并根據(jù)其所處環(huán)境的不同，進而表現(xiàn)出不同的輸出特性。本章針對光伏電池建模并分析其在不同的溫度和光照強度下的輸出特性，對由光伏電池經(jīng)過串并聯(lián)得到的光伏陣列進行局部遮擋，分析相應(yīng)的輸出特性。2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)分類光伏發(fā)電系統(tǒng)通常分為獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)以及混合光伏發(fā)電系統(tǒng)。獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)通過內(nèi)部的光伏電池產(chǎn)生能量供給負(fù)載使用且不與電網(wǎng)相連接，由于一天中溫度和光照強度時刻改變，在光照較強時系統(tǒng)中產(chǎn)生的能量可能多于負(fù)載需求，此時多余的能量會浪費掉，因此為了更好的實現(xiàn)能量的高效利用，一般在光伏直流側(cè)中并入蓄電池并在變換器的配合下實現(xiàn)對能量的高效管理。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)側(cè)交流設(shè)備所需的能量由直流側(cè)經(jīng)過升壓逆變提供，光伏并網(wǎng)逆變器的輸出通常帶有諧波會對電網(wǎng)造成影響，因此可以在逆變器結(jié)構(gòu)中加入裝置減小諧波影響�；旌瞎夥l(fā)電系統(tǒng)中含有備用電源可以滿足負(fù)載的需求，但是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜因此控制方法也有一定的復(fù)雜性。本文主要研究獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)，針對不同算法建立相應(yīng)的MPPT模塊來研究不同狀況下的最大功率跟蹤情況。2.2單極值點條件下光伏電池建模及仿真分析2.2.1光伏電池數(shù)學(xué)模型圖2-1是基于單個二極管建立的數(shù)學(xué)模型，其中電流源是單個二極管等效模型的一部分，由其產(chǎn)生的電流為Iph，一個二極管代表二極管電流穿越的擴散現(xiàn)象。圖2-1光伏電池單二極管模型圖中各分量代表的含義：

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：2961212